.a Hệ thống sản xuất tích hợp CIM system = CIM là một nhà máy sản xuất tự động hóa toàn phần, nơi mà tất cả các quá trình sản xuất đợc tích hợp và đợc điều khiển bởi máy tính.. .b Hiệu q
Trang 1Nhân xét của giáo viên
………
………
………
………
………
………
………
………
………
………
Danh sách tổ 2 và công việc đợc giao
1 Nguyễn văn Trọng I Sơ lợc về hệ thống sản xuất linh hoạt
FMS và sản xuất tích hợp có trợ giúp của máy tính CIM
2 Nguyễn hữu Thống
3 Nguyễn văn Toản
4 Lê anh Tuấn II Máy CNC là gì?
III.Hiệu quả tập hợp các máy CNC thành hệ thống FMS
5 Đinh viết Tuấn
6 Phan văn Trờng
7 Đặng anh Tuấn Su tập tranh ảnh và tổng hợp tài liệu
Trang 2Mục lục
I Sơ lợc về hệ thống sản xuất linh hoạt FMS và
sản xuất tích hợp có trợ giúp của máy tính
CIM
a Hệ thống sản xuất tích hợp (CIM system) 3
b Hiệu quả ứng dụng CIM trong sản xuất 4
c Các thành phần trong hệ thống CIM 5
II Máy CNC là gì? 9
a Trang bị ổ tích dụng cụ (Magazing dụng cụ) cho máy 12
b Trang bị cho máy cơ cấu vệ tinh thay đổi 14
c Chế tạo máy nhiều trục chính 14
d Điều khiển máy CNC bằng máy tính 15
e Tâp hơp các máy CNC thành một nhóm và điều khiên chúng băng máy tính 16
f Tập hợp các máy CNC thành hệ thống FMS 16
III Hiệu quả tập hợp các máy CNC thành hệ thống FMS 16
Tài liêu tham khảo
1 Sản xuất linh hoạt FMS & tích hợp CIM (GS TS TRầN VĂN
ĐịCH)
2 Hệ thống sản xuất tự động hóa tich hợp máy tính (trần trọng minh
& nguyễn pham thục anh)
3 Đề cơng bài giảng môn học Máy điều khiển số và công nghệ gia công trên máy điều khiển số (Tài liệu: Trờng ĐHSPKT Vinh)
4 Một số t liệu và hình ảnh khác đợc lấy từ mạng Internet
Trang 3I Sơ lợc về hệ thống sản xuất linh hoạt FMS và sản xuất tích hợp có trợ giúp của máy tính CIM.
).a Hệ thống sản xuất tích hợp (CIM system)
= CIM là một nhà máy sản xuất tự động hóa toàn phần, nơi mà tất cả các quá trình sản xuất đợc tích hợp và đợc điều khiển bởi máy tính CIM quản lý tự động thông qua sự tích hợp các phân hệ: CAD, CAM, CAP, CAPP; Các tế bào gia công (CN, CNC, DNC); Hệ thống cấp liệu; Hệ thống lắp ráp linh hoạt; Hệ thống mạng LAN nội bộ liên kết các thành phần trong hệ thống và mạng Internet; Hệ thống kiển tra và các thành phần khác…
Trang 4).b Hiệu quả ứng dụng CIM trong sản xuất.
= Hệ thống sản xuất CIM tạo ra lợi nhuận vững chắc cho ngời
sử dụng hơn các hệ thống khác nhờ tính mềm dẻo của hệ thống
và tích hợp thông tin CIM cho phép một nhà máy sản xuất thích ứng nhanh chóng với sự thay đổi của thị trờng và cung cấp các hớng phát triển cơ bản của sản phẩm trong tơng lai Với sự trợ giúp của máy tính, các hoạt động phân đoạn của quá trình sản xuất đợc tích hợp thành một hệ thống sản xuất thống nhất, hoạt động trôi chảy với sự giảm thiểu thời gian và chi phí sản xuất, đồng thời nâng cao chất lợng sản phẩm Hệ thống CIM cho phép sử dụng tối u các thiết bị, nâng cao năng suất lao
động, luôn ứng dụng các công nghệ tiên tiến và giảm thiểu sai
số gây ra bởi con ngời, kinh nghiệm sử dụng CIM bởi các hảng sản xuất trên thê giới cho thấy những lợi ích điển hình:
s Giảm 15-30% giá thành thiết kế
s Giảm 30-60% thời gian chế tạo chi tiết
s Tăng năng suất lao động lên tới 40-70%
s Nâng cao chất lợng sản phẩm, giảm đợc 20-50% phế phẩm
s Quản lý vật t hàng hóa sát thực tế hơn
s Tăng khả năng cạnh tranh của sản phảm và đáp ứng nhu cầu thị trờng
s Hoàn thiện đợc phơng pháp thiết kế sản phẩm nhờ ứng dụng các gói phần mềm CAD, CAM, Cimastron, Catia, Proengineer, MEC, CAPP, CAE trong đó các phần mềm…
hệ này cho phép tính toán rất nhanh nhiều vấn đề cụ thể:
Trang 5Giải bài toán thiết kế, thẩn định trong đó phần tử hửu hạn cho phép tính toán nhanh gấp 30 lần so với tính toán thônh thờng để xách định ứng suất tại từng điểm nhờ vậy mà hoàn thiện kết cấu cho sản phẩm nhanh hơn
).c Các thành phần trong hệ thống CIM
Các thành phần chính trong hệ thống CIM bao gồm các môdul:
= Lập kế hoạch sản xuất: Khi nhận đợc đơn đật hàng trực tiếp hay qua các phơng tiện giao tiếp (internet) cùng với chiến lợc phát triển sản phẩm, CIM quản lý bằng phầm mềm chuyên biết (CIMSOFT) nó liên tục đợc truyên đi tới các phần mềm quản
lý, điều khiển hệ thống Dựa trên kế hoạch này các phân hệ tự
động cập nhật, xử lý thông tin để đảm bảo sự hoạt động nhịp nhàng, lu loát cho toàn hệ thống Vì vậy, việc lập kế hoạch có ý nghĩa rất quan trọng, nó quản lý toàn bộ hệ thống trên tầng vĩ mô
= Thiết kế sản phẩn: Thiết kế sản phẩm là modul nhằm tạo ra các thông số về đối tợng cần sản xuất Khi nhận sản phẩm mới thi modul quản lý tự động dò tìm trong th viện dữ liệu sản phẩm về sự tồn tại của sản phẩm, nếu đã có thì chuyển đến phân hệ gia công, nếu cha có thi đa ra dạng sản phẩm đã tồn tại với mức độ giống nhất và chuyển đến cho hệ thống thiết kế
= Phân hệ CAD/CAM: Thiết kế CAD (Computer Aided Design)
là đa ra các hệ thông số hình học về thực thể với đầy đủ dữ liệu cần thiết để chuyển giao cho phân hệ CAM Phân hệ CAM (Computer Aided Manufacturing) bản chất là phần mềm trợ giúp gia công, nhận các thông số hình học từ phân hệ CAD và
Trang 6thông số công nghệ sau đó chuyển thể thành dữ liệu đầu vào cho tế bào gia công
= Phân hệ RP (Rapid Prototyping): Là một phân hệ tạo mẫu nhanh cho dữ liệu CAD/CAM Khi mô hình CAD Phân hệ RP giúp cho quá trình thiết kế giảm đợc nhiều thời gian để đI đến kết quả cuối cùng cho ra dữ liệu CAD trớc khi sản xuất Ngoài
ra công nghệ ngợc của RP và RE (revert Engineering) cho phép lấy thông tin CAD khi vật thể đã có, đây củng là giải pháp rất hiệu quả cho quá trình thiết kế
= Lập quy trình sản xuất: Là phân hệ mất nhiều thời gian và tài chính CIM xủ dụng các modul lập quy trình công nghệ tự
động bằng giải pháp phần mềm lập trình Phân hệ CAPP (Computer Aided Process Planning) là một giải pháp hu hiệu Với các thông tin đầy đủ phân hệ CAPP sẽ quyết định đa ra một qui trình công nghệ hợp lý nhất để gia công chi tiết
= Lập trình cho các trạm gia công: Các trạm gia công bao gồm các trạm thiết bị tham gia trong quá trình chế tạo sản phẩm: Các máy CNC, Robot Lập trình cho các tế bào gia công CNC… bao gồm các thông tin về hình học (CAD) và các thông tin công nghệ Quá trình đợc mô phỏng trên phân hệ CAD/CAM Lập trình cũng hoàn toàn tơng tự với Robot và các thiết bi khác
và gửi lên mức xử lý thông tin cao hơn để phối hợp
Trang 8= Thiết bị sản xuất: Quá trình sản xuất đợc thiết lập khi các yếu
tố chuẩn bị về kỹ thuật và tổ chức đợc thực hiện Trong quá trình này chi tiết dần dần đợc hình thành Đây cũng là quá trình trực tiếp làm biến đổi phôi liệu thành chi tiết Trên các tế bào gia công chi tiết trực tiếp bị biến đổi về mặt hình học và cơ tính Các tế bào gia công mà chủ yếu là các máy điều khiển số CNC, DNC Và các thiết bị khác.…
= Vận chuyển, tích trữ: Vận chuyển các chi tiết gia công (phôi) trong kho hoặc trên các vệ tinh tới các vị trí tiếp nhận hay chuyển tích trử dụng cụ
= Kiểm tra: Kiểm tra các thông số về đối tợng sản xuất trong hệ thống CIM sử dụng nhiều máy kiểm tra tự động
Trang 9= Tiếp thị, phân phối sản phẩm: Đây củng là một modul quan trọng để phát triển chiến lợc sản xuất Doanh nghiệp phảI có phơng thức marketinh và phân phối sản phẩm phù hợp đáp ứng các tiêu chuẩn thi trờng
= Tài chính, các vấn đề khác:
II.Máy CNC là gì?
CNC – Viết tắt cho Computer Numerical Control (Điều khiển bằn máy tính) Điều khiển bằng máy móc khác với mùc đích sản xuất (có tính lập lại) các bộ phận kim khí (háy các vật liệu khác) phức tạp, bằng cách
sử dụng chơng trình viết bằng ký hiệu chuyên biệt theo tiêu chuẩn EIA-247-D, thờng gọi là mã G CNC đợc phát triển cuối thập niên 1950 ở phòng thí nghiệm Sợvomechanism của trờng MIT
Trang 101) Việc gia tăng tự đông hóa trong quá trình sản xuất với máy CNC tạo nên sự phát triển đáng kể về chính xác và chất lợng Kỹ
Trang 11thuật tự động của CNC giảm thiểu các sai sót và giúp ngời thao tác có thời gian cho các công việc khác Ngoài ra còn cho phép linh hoạt trong thao tác các sản phẩm và thời gian cần thiết cho thay đổi máy móc để sản xuất các linh kiện khác
2) Trong môi trờng sản xuất, một loạt máy CNC kết hợp thành một tổ hợp, gọi là Cell, để có thể làm nhiều thao tác trên một bộ phận Máy CNC ngày nay đợc điều khiển trực tiếp từ các bản vẽ do phân mêm CAM, vì thế một bộ phận này lắp ráp có thê trực tiếp tự thiết kế sang sản xuất mà không cần các bản vẽ in từng chi tiết Có thể nói CNC là các phân đoạn của các hệ thống robot công nghiệp, tức là chúng đợc thiết kế để thực hiện nhiều thao tác sản xuất
3) Vào những năm 1970-1980 để nâng cao năng suất của các máy CNC ngời ta nhóm các máy này thành các hệ thống sản xuất linh hoạt, có năng suất gần bằng năng suất của dây chuyền tự động sản xuất lớn nhng lại loại trừ nhợc điểm của dây chuyên tự động là chế tạo một chủng loại sản phẩm Trên cơ sở của các hệ thống tự động hóa đó ngời ta đã xây dựng công nghệ điều chỉnh linh hoạt, Theo công nghệ này thì bất kỳ chi tiết nào (trong phạm vi đặc tình kỷ thuật của máy) củng có thể đợc đa vào hệ thống FMS theo bất kỳ tuần tự nào và đợcgia công với bất kỳ sản lợng nào
4) Khi làm việc trên máy CNC ngời công nhân thực hiện chức năng cấp phôi cho máy, tháo chi tiết sau khi đã gia công, gá dụng cụ, thay đồ gá, mở máy, kiểm tra chi tiết và quan sát hoạt động của máy Nừu các chức năng trên đây của ngời công nhân đợc tự động hóa thì
tỷ lệ thời gian máy tăng lên, có nghĩa là tăng đợc năng suất của thiết bị
= Công nghệ điều chỉnh linh hoạt trên các máy CNC đợc thực
Trang 12s Trang bị cho máy ổ tích dụng cụ (Magazin dụng cụ).
s Trang bị cho máy cơ cấu vệ tinh thay đổi
s Chế tạo máy nhiều trục chính
s Gia công đồng thời bằng nhiều dao
s Điều khiển máy CNC bằng máy tính
s Tập hợp các máy CNC thành từng nhóm và điều khiển chúng bằng máy tính
s Tập hợp các máy CNC thành hệ thống FMS
a)Trang bị ổ tích dụng cụ (Magazing dụng cụ) cho máy.
- ổ tích dụng cụ với cơ cấu thay dao tự đông cho phép gia công nhiều bề mặt chi tiết trong một hoặc một số lần gá và do đó giảm đợc thời gian gia công
- ổ tích dụng cụ có thể đợc thay thế bằng các ổ tích dụng cụ khác
có số lợng lớn hơn Khi tăng số lơng dụng cụ thì kết cấu của máy cồng kềnh hơn, giá thành máy tăng, giảm tốc độ dịch chuyển của các xích chuyển động và tăng thời gian chon dao để thay thế Kinh nghiệm cho thấy số lợng dụng cụ tối u tròng magazin là 60-100
Trang 14b)Trang bị cho máy cơ cấu vệ tinh thay đổi.
- Cơ cấu vệ tinh thay đổi là cơ cấu cấp phôi tự động ra vị trí xác
định Cơ cấu vệ tinh cho phép làm trùng thời gian phụ (thời gian tháo chi tiết gia công và thời gian gá đặt phôi trong đồ gá) với thời gian máy khi gia công phôi trên máy Cơ cấu vệ tinh là một tấm có kết cấu tiêu chuẩn để có thê gá và kẹp chặt trên bàn máy
Sử dụng magazin với các cơ cấu vệ tinh cho phép thực hiện công nghệ linh hoạt một cách thuận lợi Tuy nhiên, sử dụng magazin với các cơ cấu vệ tinh có một số nhợc điểm Chẳng hạn, khi gia công các chi tiết giống nhau cần phải có số đồ gá bằng số cơ cấu
vệ tinh Điều kiện này làm tăng chi phí và không bảo đảm độ chính xác cao của các chi tiết đợc gia công trên máy Các máy với magazin vệ tinh chiếm diện tích lớn so với các máy thông th-ờng khác
c) Chế tạo máy nhiều trục chính.
- Máy nhiều trục chính thông dụng là các máy phay chuyên dùng Các máy này đợc sử dụng để gia công đồng thời nhiều chi tiết giống nhau hoặc gia công đồng thời nhiều bề mặt của một chi tiết bằng nhiều dao Trong cả hai trờng hợp trên năng suất gia công đều tăng lên rõ rệt Tuy nhiên, do có nhiều trục chính cho nên lực tác động tới các cơ cấu của máy cũng tăng lên Vì vậy, máy phải có độ cứng vững cao, có nghĩa là phải tăng kích thớc của các cơ cấu máy và khối lợng vật liệu để chế tạo các cơ cấu
đó Đồng thời với số trục chính tăng lên thi thời gian chuẩn bị – kết thúc một trục cũng tăng lên Trong điều kiện sản xuất hàng loạt vừa nên sử dụng các máy 3 trụ đứng để gia công chi tiết có nhiều bề mặt cần gia công đợc phân bố đều xung quanh
Trang 15chi tiết Các máy có 1 hoặc 2 trụ đứng nên dùng trong sản xuất hàng loạt nhỏ và chế thử mới mang lai hiệu quả kinh tế cao
d)Điều khiển máy CNC bằng máy tính.
- Điều khiển máy CNC bằng máy tính cho phép thực hiện công nghệ điều chỉnh linh hoạt (nhờ khả năng kết nối với máy tính bậc cao, khả năng điều khiển thich nghi và khả năng điều khiển
di chuyển của các vệ tinh thay đổi) và giảm đợc kích thớc của máy, đồng thời nâng cao đợc năng suất và chất lơng gia công
Trang 16e) Tâp hơp các máy CNC thành một nhóm và điều khiên chúng băng máy tính.
- Giảm chu kỳ lập trình
- Loại bỏ các băng từ
- Giảm số dụng cụ sử dụng
- Nâng cao năng suất 3-7 lần và chất lợng gia công
f) Tập hợp các máy CNC thành hệ thống FMS.
- Hệ thống FMS bao gồm cả hệ thống vận chuyển tự động và điều khiển trung tâm bằng máy tính, nhằm mục đích tự động hóa các nguyên công chính và phụ trong sản xuất hàng loạt nhỏ và hàng loạt vừa
III Hiệu quả tập hợp các máy CNC thành hệ thống FMS.
-1 Tăng thời gian máy (thời gian cơ bản) của các máy
-2 Tăng hệ số sản xuất theo ca
-3 Giảm vốn lu thông nhờ giảm đợc chu kì sản xuất
-4 Giảm số công nhân trong sản xuất